El estudio de los sistemas complejos abarca una gran variedad de temas, donde se plantean tanto preguntas fundamentales como aplicaciones interdisciplinarias en ciencias biológicas y sociales, entre otras. El análisis de datos y el uso de herramientas teóricas que provienen de la termodinámica, la física estadística y la dinámica no lineal permiten abordar problemas concretos que a su vez pueden generan nuevas preguntas generales.
En el IFUNAM se llevan a cabo investigaciones en dinámica no lineal, en particular sobre formación de patrones, dinámica en el umbral del caos, la ecuación de Schrödinger no lineal y fenómenos de transporte en matracas, entre otros. También se estudia el origen de la vida, su relación con la termodinámica irreversible y el origen de la quiralidad en moléculas biológicas. Otras investigaciones se enfocan sobre las redes de regulación genética, las dinámicas booleanas, las redes metabólicas, la dinámica de ecosistemas fragmentados y el forrajeo animal. Son también de interés el estudio de la estadística de palabras en textos, la evolución de idiomas y las distribuciones de rango en artes y ciencias en general. Se desarrollan también investigaciones sobre la dinámica de opiniones en sistemas sociales, la dinámica de conflictos, la co-evolución de redes complejas, el análisis empírico de redes sociales y de movilidad, así como su modelación.
